アルミ製工具と鋼製工具

ツーリング、または工作機械とは、製造に必要なさまざまな種類のコンポーネントと機械を構築するプロセスを指します。ツールは、ソフトとハードの 2 つの大きなカテゴリに分類できます。

ソフト ツーリングは、少量生産に最適なツーリングへの費用対効果の高いアプローチです。多くの製造業者は、このプロセスが短いリードタイムと迅速な注文ターンアラウンドを誇るため、プロトタイピングとテストユニットの作成にソフトツールを使用しています.さらに、さまざまな素材と互換性があります。ただし、ソフト ツールはすぐに摩耗する傾向があるため、大量生産には適していません。

一方、ハードツーリングは、大量生産に適したツーリング方法です。ハードツールはソフトツールよりも高価ですが、耐久性があり、時間の経過とともに元が取れるように作られています。それらが製造される金属は文字通りより硬く、より堅牢で弾力性のある金型を生み出し、何百万もの部品を高い精度と正確さで作ることができます.アルミニウムとスチールは、それぞれ軟質工具と硬質工具に最も一般的に使用される材料であり、どちらも射出成形プロセスに独自の利点をもたらします。

ここでは、アルミニウムとスチールのツールの主な違いと、どちらを使用するかについて説明します。

素材の選択が重要な理由

エンジニアや製品チームにとって、ツールに適切な材料を選択することは、プロジェクト全体に適切な材料を選択することと同じくらい重要です。適切な素材で作られたよくできたツールは、スムーズな製造プロセスを実現します。

エンジニアは、生産サイズと生産速度を最初に考慮する必要があります。これらの要因は、適切な工具材料を決定する上で重要な考慮事項だからです。その後、エンジニアは、耐摩耗性や複雑な設計に対応する能力など、ツールに必要な特定の品質について考え始めることができます。材料の選択肢が絞り込まれたら、エンジニアは可能な限り低コストで最大数の基準を満たす材料を選択する必要があります。

スチール工具の事例

耐久性に関して言えば、鋼製工具はアルミニウム製工具を大幅に上回っています。スチールは優れた強度を提供し、何年にもわたる繰り返しの使用に耐えることができるため、大量生産に最適です。適切に設計され、適切にメンテナンスされたスチール ツールは、故障することなく何百万もの部品を製造できます。そのため、部品あたりのコストは、数量が増えるにつれて減少します。

また、Steel の強みにより、デザイナーはより広い範囲のアプリケーションを探求し、創造性を発揮することができます。部品が複雑で、非常に小さい、または精密な機能を必要とする場合 (通常は射出成形金型設計のベスト プラクティスの境界を押し広げる不均一な壁や狭い金型キャビティなどの機能)、スチール金型はより良い結果をもたらします。この素材は、複雑な形状が存在する場合でも形状を維持することができます。

また、鋼は、ガラス、繊維、またはその他の添加剤で強化された高度な樹脂と一緒に使用できます。アルミニウムのような柔らかい金属は、添加剤による傷や侵食を受けやすく、工具の表面仕上げに悪影響を及ぼす可能性があります。

鋼製金型の最大の欠点はコストです。一般に、鋼製金型には高い初期費用が必要です。また、スチール製の金型は、アルミニウム製の金型に比べて加熱と冷却に最大 7 倍の時間がかかるため、サイクル タイムが長くなります。

アルミ工具のケース

スチールは耐久性に優れていますが、アルミニウムには他にも貴重な利点があります。アルミ製工具は、多くの理由で鋼製工具よりも費用対効果が高くなります。まず第一に、初期投資コストが低く (通常、アルミ金型は約 1,500 ドルかかります)、エンジニアは少量生産でより良い価値を得ることができます。また、この材料は単純な金型設計に最適であるため、エンジニアは製造時間とコストも節約できます。 15 日以内に、エンジニアはアルミニウム金型を構築し、生産工程を完了することができます。

アルミニウム工具は、製造に関してエンジニアにスチールよりも多くのオプションを提供します。スチール製の金型は、材料が非常に強力であるため、修正や修理が難しいことで知られています。また、大きな設計変更の場合、生産エラーが発生した場合、エンジニアはまったく新しい金型からやり直さなければならないことがよくあります。アルミニウムは柔らかく、修理が容易で、熱放散性に優れているため、収縮、反り、ヒケが原因で不合格になる部品の数が減少します。

ただし、アルミ工具には限界があります。アルミニウムはスチールほど耐久性がなく、金型は数千回の生産サイクルで摩耗する傾向があります。これにより、改造が必要な部品に不適合が生じ、コストが上昇する可能性があります。注意すべきもう 1 つのポイントは、アルミニウムを使用する場合、材料の密度が低いため、テクスチャの選択がかなり制限されることです。

Fast Radius でツーリングに取り組む

エンジニアは、少なくとも 50,000 個の非常に詳細な部品を製造する必要があり、近い将来に使用する高価な金型に投資する資金がある場合は、鋼製工具を検討する必要があります。少量生産の場合や、スチールに代わるより迅速で費用対効果の高い代替品を探している場合は、アルミニウム工具を検討する価値があります。いつものように、製品チームはツール材料の調査に時間を費やして、プロジェクトに最適な決定を下していることを確認する必要があります。

Fast Radius のような経験豊富な製造パートナーは、エンジニアや製品チームが選択肢を検討し、生産に最適なツーリング方法を選択するのに役立ちます。当社の専門技術者、エンジニア、およびデザイナーのチームは、製品開発プロセスを合理化する準備ができています。アイデアとプロトタイピングからポストプロダクションとフルフィルメントまで、あなたが考えていたよりも速く。見積もりについては、今すぐお問い合わせください。

アディティブ マニュファクチャリング、プラスチック射出成形などに最適な材料を選択する方法については、Fast Radius リソース センターの他の材料ガイドをご覧ください。

Fast Radius でパーツを作成する準備はできましたか?

見積もりを開始する